根據物理學家網絡(Physicist Network)最近的一份報告,勞倫斯利弗莫爾國家實驗室(Lawrence Livermore National Laboratory,LLNL)的科學家在最新一期的《科學》雜誌上寫道,在研究了隕石上鉬的同位素後,他們得出的結論是,大約45億年前,我們的太陽和太陽系僅在20萬年內形成,這是科學家第一次計算出太陽系形成所需的時間。
構成太陽和太陽系其餘部分的物質來自大約45億年前大量氣體和塵埃雲的坍塌。此前,天文學家觀察到其他類似太陽系形成的恆星系統,估計大約需要100萬到200萬年的時間才能發生雲的坍縮和恆星的形成。然而,最新的研究結果表明,我們的太陽系相當特殊。
研究人員解釋說,太陽系中最古老的固體是鈣鋁混合物(CAIs),這些樣本直接記錄了太陽系的形成。CAIs的大小從微米到釐米不等,是在超過1026攝氏度的高溫環境下形成的(類似於年輕太陽的「體溫」)。隨後,它們被運送到碳質球粒隕石(及其母體)形成的區域,科學家們在這個區域發現了它們。大多數CAIs形成於45.67億年前,形成時間約為4萬至20萬年。
在最新的研究中,研究小組測量了從碳質球粒隕石中提取的各種鉬同位素和微量元素,包括地球上發現的最大的碳質球粒隕石阿連德(Allende)。他們發現CAIs中不同的鉬同位素存在於原行星盤形成的所有物質中,所以這些CAIs一定是在雲坍縮的時間跨度內形成的。
由於觀測到的恆星吸積時間跨度(100萬至200萬年)比CAIs形成所需的時間長得多,研究小組可以準確確定CAIs形成記錄了太陽系形成過程的哪個階段,以及構成太陽系吸積的材料的速度有多快。他們最終得出結論,太陽系形成於大約20萬年前。
該論文的主要作者、LLNL宇宙化學家格雷格布蘭(Greg Brane)說:「以前,我們不知道太陽系需要多久才能形成。我們的最新研究表明,導致太陽系形成的崩潰在不到20萬年的時間裡發生得非常快。」